2009年  23卷  第6期

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研究论文
高压诱致的反式联苯乙烯酮结构相变与化学反应
唐旭东, 张增明, 赵智, 王中平, 丁泽军
2009, 23(6): 401-406 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.001
摘要:
利用金刚石对顶砧(DAC)高压装置在室温下对反式联苯乙烯酮(Trans, Trans-Dibenzylideneacetone)分子晶体进行了高压拉曼谱、荧光光谱和能量色散X射线衍射(EDXRD)研究。结果表明,在压力为1.0~1.3 GPa时,反式联苯乙烯酮发生了晶体晶体的结构相变,同时开始伴随有压力诱导的化学反应,反应完成的压力为6.5 GPa。高压X射线研究表明,这次相变有新的共价键产生,可能的化学变化过程是,C=C双键打开再与相邻的分子结合生成新的共价键。在压力大约为11 GPa时,反式联苯乙烯酮分子晶体再次发生了晶体的结构相变。新产生的物质在卸压后依然保持稳定。
3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴压力容器的温度标定
韩亮, 周永胜, 党嘉祥, 何昌荣, 姚文明
2009, 23(6): 407-414 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.002
摘要:
由于新研制的3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴实验系统改进了高压容器的装样方式以及样品的尺寸,需要对新装置的压力容器进行温度标定,为此采用多个NiCr-NiSi热电偶,在围压为0.5 GPa时对样品内部和周围的温度分布进行了研究。实验结果表明,样品外侧相对于样品中心上1/3位置热电偶监测到的温度与其它位置监测到的温度之间具有良好的线性关系,它们之间的斜率大小可以直接反映出温度的高低。样品外侧相对于样品中心上1/3位置与下1/3位置监测温度基本相同,也可以作为实验控制温度;样品中心温度比样品外侧相对于样品中心上1/3位置和下1/3位置监测温度低4%;样品底部温度比样品中心温度低5%;样品内部相对于样品中心下1/4位置温度比样品中心低2%。样品的温度从中间向两端对称式递减,在样品尺寸范围内,样品的垂直温度梯度恒定(900 ℃为16 ℃/mm)。本设备样品温度分布和温度控制精度与国际同类型实验设备相类似,达到了国际同类设备的水平。
爆轰合成碳包覆钴、镍磁性纳米颗粒的探索
罗宁, 李晓杰, 闫鸿浩, 王小红, 王立鹤
2009, 23(6): 415-420 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.003
摘要:
介绍了爆轰法合成碳包覆钴、镍纳米磁性颗粒研究的初步结果。以黑索今炸药为主体,加入钴、镍金属硝酸盐与有机碳源材料,在爆炸容器中氮气保护下用导爆管雷管引爆,成功地合成了碳包覆钴、镍纳米磁性颗粒。为了探求爆轰固体产物的形貌特征及性能,分别采用了TEM、XRD、VSM等测试手段对其进行表征。实验结果表明,爆轰产物中主要含有碳包覆纳米钴、纳米镍磁性颗粒,成球体或者椭球体,具有完好的核壳结构形貌。合成的碳包覆钴颗粒分布在30~50 nm之间,碳包覆的镍颗粒分布在25~60 nm之间,外层碳壳层主要由无定形碳和石墨构成。磁性测试表明,所得碳包金属钴、镍颗粒在室温下具有良好的软磁特性。
炸药颗粒压制成型数值模拟
刘群, 陈朗, 鲁建英, 张明
2009, 23(6): 421-426 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.004
摘要:
分析炸药压药过程中细观的力学行为,能够为改进压药工艺和提高炸药元件质量提供理论依据。建立了模压条件下炸药颗粒压制成型的计算模型。模型中炸药颗粒被认为是直径相同的球形颗粒,并按一定规律排列。利用非线性有限元计算方法,对炸药颗粒压制成型过程进行了数值模拟计算,分析了压制过程中炸药颗粒变形、受力和温度变化情况。结果表明:药粒在压缩中存在运动和变形两个阶段。在药粒运动阶段,应力集中主要出现在颗粒与约束面的接触部分;药粒进入了塑性变形后,药粒内部压力迅速升高且压力趋于一致。压缩过程中药粒温度升高,药床接近密实状态时,药床中心处药粒温度最高。
未反应JOB-9003炸药冲击Hugoniot关系测试
傅华, 谭多望, 李金河, 李涛
2009, 23(6): 427-432 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.005
摘要:
利用粒子速度对比法实验技术,通过电磁粒子速度计测量了PMMA飞片同时撞击PMMA样品与待测炸药样品界面的粒子速度u1和u2,获得了未反应JOB-9003炸药的冲击Hugoniot关系;利用叠加原理和疏松材料冲击绝热线的计算方法,对未反应炸药的冲击绝热线进行了计算。计算结果与实验数据符合较好。
膨胀波火炮发射性能计算分析
王颖泽, 张小兵
2009, 23(6): 433-440 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.006
摘要:
针对膨胀波火炮的发射性能及不同因素对发射性能的影响规律进行了研究分析。基于膨胀波火炮的发射机理,建立了膨胀波火炮两相流内弹道模型,给出了相应的数值求解方法。通过与同口径闭膛火炮内弹道过程的对比计算,分析了膨胀波火炮的发射性能,得到了装填条件、打开时机和后喷结构参数等因素对发射性能的影响规律。
以HMX为基的两种压装高密度炸药的燃烧转爆轰实验研究
王建, 文尚刚
2009, 23(6): 441-446 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.007
摘要:
为研究以HMX为基的固体高能炸药的燃烧转爆轰性能,采用同轴电探针和压力传感器测试技术对常用的A、B两种压装高密度高能炸药开展燃烧转爆轰实验,研究装药组分和约束条件对压装高密度炸药燃烧转爆轰性能的影响。实验结果表明:这两种压装高密度炸药难以发生燃烧转爆轰;在强约束条件下(45号钢,内径25.4 mm、外径65 mm、长度600 mm),A压装炸药(HMX质量分数为95%,密度为1.86 g/cm3)基本实现了燃烧转爆轰,爆轰诱导距离约为545 mm;在相同的实验条件下,A压装炸药比B压装炸药(HMX质量分数为87%,密度为1.84 g/cm3)更易于发生燃烧转爆轰,即A压装炸药的安定性相对较差。
复合式反应破片对柴油油箱的毁伤效应试验研究
谢长友, 蒋建伟, 帅俊峰, 门建兵, 王树有
2009, 23(6): 447-452 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.008
摘要:
设计并制备了两种不同配方的新型复合式反应破片,并进行了该反应破片对装有柴油油箱的毁伤试验。复合式反应破片由壳体、裸反应破片、顶盖组成。裸反应破片采用铝粉和聚四氟乙烯、钛粉和聚四氟乙烯两种材料配方真空高温烧结制成。试验利用12.7 mm弹道枪发射复合式反应破片,并用高速摄影仪记录破片对油箱的毁伤过程。两种配方的复合式反应破片均能穿透6 mm厚油箱壁,并具有明显的引燃效果。试验结果表明,与惰性破片相比,复合式反应破片兼有侵彻能力和引燃纵火能力。
含泡沫铝防护结构的超高速撞击数值模拟研究
贾斌, 马志涛, 庞宝君
2009, 23(6): 453-459 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.009
摘要:
泡沫铝是一种新型航天器防护材料,拥有良好的抵御空间碎片超高速撞击的特性。模仿泡沫金属的生产原理,建立了泡沫金属微结构几何模型,结合自编的光滑质点流体动力学程序进行了超高速撞击数值仿真,通过与实验结果的对比,验证了模型的有效性。提出了两种含泡沫铝的空间碎片防护结构,即填充泡沫铝结构和夹层泡沫铝结构。对这两种结构分别进行了仿真计算,获得了其撞击极限曲线。分析结果表明,在空间碎片防护领域涉及的大部分撞击速度区间内,填充泡沫铝结构的防护性能优于夹层泡沫铝结构。
平面弱激波加载下球形气泡演化的实验研究
郭文灿, 刘仓理, 谭多望, 刘金宏, 邹立勇, 张光升
2009, 23(6): 460-466 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.010
摘要:
利用高速摄影机直接观测了激波加载下球形气泡的演化过程。采用白色的烟雾颗粒对气泡内透明的测试气体进行染色,直接观察到了气泡界面。通过对平面弱激波加载下轻气体气泡和重气体气泡进行研究,成功验证了轻气体气泡和重气体气泡演化过程中出现的典型界面结构,获得了弱激波加载轻气体气泡中背风涡环的环状几何结构。运用相关方法分析了轻气体气泡实验初期的流场分布,得到的结果与理论分析结果吻合得很好,对于此类实验的数据处理具有一定的启发意义。同时,实验中使用的烟雾颗粒法为今后在球形气泡实验中引入更为精确的平面激光诱导荧光技术(PLIF)、激光粒子图像测速技术(PIV)等实验测试系统提供了布撒示踪粒子的范例。
高温高压合成立方氮化硼的热力学分析
吉晓瑞, 杨大鹏, 杨晓红, 张铁臣,
2009, 23(6): 467-470 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.011
摘要:
从热力学角度计算出了以六角氮化硼为原料、用高压触媒法合成立方氮化硼时所形成稳定的临界晶粒半径rk的大小,当p=6.0 GPa、T=1 600 ℃时,rk15 nm。分析了rk的大小与合成温度、压力的关系,以及在给定压力下立方氮化硼晶粒转化率与温度的关系。结果表明:在立方氮化硼稳定区,在相同压力下,rk随温度的升高而增大;在相同温度下,rk随压力的升高而减小,rk越小立方氮化硼晶粒的转化率越高。计算结果与实际合成实验所得结果完全一致。
用高速摄影和脉冲同轴全息照相联合诊断微射流
叶雁, 汪伟, 李作友, 李剑, 刘振清, 钟杰, 李军, 尚长水, 罗振雄, 李欣竹, 李泽仁
2009, 23(6): 471-475 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.012
摘要:
针对强冲击载荷下金属材料的微物质喷射中微射流的实验研究,提出了高速摄影与脉冲同轴全息照相联合诊断的测试方案,并组建了由微射流产生装置、高速摄影系统、脉冲同轴全息照相系统和高精度时序控制同步系统组成的测试系统。动态实验结果表明,高速摄影和脉冲同轴全息照相联合诊断微射流能在一次实验获得微射流的发展图像和微射流头部低动态模糊图像。
电爆炸箔驱动绝缘飞片的一维数值模拟
贺佳, 赵剑衡, 谭福利, 孙承纬
2009, 23(6): 476-480 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.013
摘要:
在一维有限差分反应流体动力学程序SSS中引入电爆炸模型,在此基础上结合新引入的物态方程库,开展了电爆炸加载下飞片运动过程的数值模拟研究。计算结果与实验结果基本吻合,表明SSS对电爆炸驱动飞片的过程的模拟是可靠的,为电炮加载技术的优化设计和电爆炸驱动飞片物理过程的进一步研究提供了一套有效的计算方法和程序。